Antarktischer Klimawandel und die Umwelt (Antarctic Climate ... - AWI

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Antarktischer Klimawandel und die Umwelt (Antarctic Climate ... - AWI

Antarktischer Klimawandel und die Umwelt (Antarctic Climate

Change and the Environment)

Ein Bericht des Wissenschaftlichen Ausschusses für Antarktisforschung

(Scientific Committe on Antarctic Research – SCAR)

Veröffentlichung: 01.12.2009

Zusammenfassung der Hauptergebnisse

Die Antarktis ist ein äußerst wichtiger Teil des Systems Erde. Das Klima, die physikalischen

und die biologischen Eigenschaften des Kontinents und des umgebenden

Meeres sind durch ozeanische und atmosphärische Zirkulation sowie den CO 2 -Austausch

eng mit anderen Teilen der globalen Umwelt gekoppelt. In der Antarktis lagern

90% des Eises und 70% der weltweiten Süßwasservorkommen - genug, um

den Meeresspiegel um 63 Meter zu erhöhen. Die Antarktis verfügt über hoch aufgelöste

Archive vergangener Klimaänderungen und empfindliche biologische Indikatoren

für gegenwärtige Veränderungen. Das antarktische "Ozonloch" war eine der bedeutendsten

wissenschaftlichen Entdeckungen des letzten Jahrhunderts und hatte

tiefgreifende Auswirkungen auf die Antarktische Umwelt.

1. Das Ozonloch hat den Großteil der Antarktis in den letzten 30 Jahren vor

der globalen Erwärmung geschützt.

a. Der Verlust stratosphärischen Ozons hat den antarktischen Polarwirbel,

ein kreisförmiges Windsystem rund um den Südpol, verstärkt und die

Wetterverhältnisse rund um den Kontinent verändert. Im Sommer und

Herbst hat sich die Westwinddrift über dem Südlichen Ozean um 15

Prozent erhöht.

b. Diese Veränderungen haben die Antarktis klimatisch noch stärker isoliert,

so dass sich die Oberflächentemperatur über dem Großteil des

Kontinents in den letzten 30 Jahren kaum verändert hat.

c. In den letzten 50 Jahren gab es in der Gesamtantarktis keine signifikanten

Veränderungen im Schneefall, obwohl der Schneefall an der Antarktischen

Halbinsel zugenommen hat.

d. An der Antarktischen Halbinsel haben die stärkeren Westwinde außerdem

zu einer erheblichen sommerlichen Erwärmung auf der Ostseite

geführt.

e. Der Verlust stratosphärischen Ozons hat eine erhöhte, biologisch

schädliche UV-B-Strahlung an der Erdoberfläche verursacht.

2. Die Erwärmung des Südlichen Ozeans wird zu Änderungen im antarktischen

Ökosystem führen.

a. Die größte Meeresströmung auf der Erde (der Antarktische Zirkumpolarstrom)

hat sich schneller erwärmt als der globale Ozean im Ganzen.

b. Der Südliche Ozean ist eine der wichtigsten Senken für atmosphärisches

CO 2 . Seine Fähigkeit CO 2 zu absorbieren, hat sich in den vergangenen

Jahrzehnten allerdings abgeschwächt, weil die stärkeren


Westwinde zu einem stärkeren Auftrieb von CO 2 -reichem Wasser aus

der Tiefe geführt haben.

c. Ökologische Schlüsselarten (z.B. Algen, Korallen und Planktonschnecken)

werden durch zunehmende Versauerung voraussichtlich

negativ beeinflusst, was einen Dominoeffekt im Ökosystem verursachen

könnte.

d. Wenn die Temperaturen des Meerwassers weiter steigen, gibt es nur

eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass sich die Arten daran anpassen;

sie sterben aus, wenn ihre physiologischen und ökologischen Toleranzgrenzen

überschritten werden.

e. Erhöhte Meerwassertemperaturen könnten die Einwanderung „fremder“

Arten begünstigen, die den lokalen Arten überlegen sind und die ursprünglichen

Bewohner der Antarktis dadurch verdrängen. Die Einwanderung

von Krabben könnte das gegenwärtige Ökosystem am Meeresboden,

das so genannte benthische Ökosystem, erheblich beeinträchtigen.

f. Klimabedingte Änderungen in der Nahrungskette werden die biologische

Vielfalt am antarktischen Meeresboden wohl verringern.

3. Pflanzengesellschaften breiten sich auf der Antarktischen Halbinsel in

rasanter Geschwindigkeit aus.

a. Mit höheren Temperaturen erfolgte auf der Antarktischen Halbinsel im

Sommer ein merklicher Wechsel von Schneefall zu Regen.

b. Diese sich einander bedingenden Änderungen haben zu einer spürbaren

Ausbreitung von Pflanzengemeinschaften und einer Besiedlung

neu verfügbarer Lebensräume durch Pflanzen und Tiere geführt.

c. Auch in Regionen mit erhöhter Temperaturen breiten sich Pflanzen-,

Tier- und mikrobielle Gemeinschaften aus.

d. Menschen haben unbeabsichtigt fremde Arten eingeschleppt, darunter

Gräser, Fliegen und Bakterien.

4. Teile der Antarktis verlieren Eis in rasanter Geschwindigkeit.

a. Der Eisschild ist in der Westantarktis erheblich dünner geworden,

insbesondere entlang des „Amundsenmeeres“. Auch einige wenige

Küstengebiete in der Ostantarktis zeigen diese Tendenz.

b. Der Verlust von Schelfeis im Osten der Antarktischen Halbinsel, z.B.

des Larsen B-Schelfeises, ist in erster Linie das Ergebnis regionaler

Erwärmung, verursacht durch die Verstärkung westlicher Winde infolge

des Ozonlochs.

c. 90 Prozent der Gletscher auf der Antarktischen Halbinsel haben sich in

den letzten Jahrzehnten zurückgezogen.

d. Von diesen Gebieten abgesehen hat sich das Gros des antarktischen

Inlandeises in den letzten Jahrzehnten wenig verändert.

e. Der Zerfall von Schelfeis wird zum Aussterben einiger Bodenbewohner

führen, andere werden die dann freiliegenden Meeresböden neu besiedeln.


5. Als Ergebnis des Ozonlochs hat die Meereisbedeckung rund um die

Antarktis in den letzten 30 Jahren deutlich zugenommen.

a. Während die Meereisbedeckung des Arktischen Ozeans in den letzten

Jahrzehnten deutlich abnahm, hat sie in der Antarktis seit 1980 um 10

Prozent zugenommen, vor allem im Gebiet des Rossmeeres.

b. Diese Zunahme ist bedingt durch die rund um den Kontinent stärker gewordenen

Winde, Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation und

den isolierenden Effekt des Ozonlochs.

c. Westlich der Antarktischen Halbinsel ist die Ausdehnung des Meereises

aufgrund von Änderungen in der lokalen atmosphärischen Zirkulation

jedoch spürbar zurückgegangen.

6. Paläoklimatische Untersuchungen der Antarktis zeigen, dass der gegenwärtige

globale Klimaschock erdgeschichtlich ungewöhnlich ist.

a. Untersuchungen an Eisbohrkernen zeigen, dass die atmosphärischen

Konzentrationen von CO 2 und Methan so hoch sind wie nie zuvor in

den letzten 800.000 Jahren. Und sie steigen in einer Geschwindigkeit,

wie es in der jüngeren geologischen Geschichte wahrscheinlich noch

nie vorgekommen ist.

b. Geologische Daten aus der fernen Vergangenheit zeigen, dass hohe atmosphärische

CO 2 -Konzentrationen zu gemäßigtem Klima, vergänglichen

Eisschilden, Veränderungen des Meeresspiegels in der Größenordnung

von Dutzenden Metern und dem Ausgasen von Methanhydraten

führten.

c. Die Antarktis war in der letzten Warmzeit (vor 130.000 Jahren) wärmer

und der Meeresspiegel lag höher als heute. Der Anteil, den die westliche

Antarktis an dieser Erhöhung hatte, ist derzeit noch nicht bekannt.

d. In den geologischen Datensätzen der letzten 11.000 Jahre gingen

warme Perioden mit schnellen Eisverlusten, Veränderungen in der ozeanischen

Zirkulation und gestiegener biologischer Produktion einher.

e. Sedimentuntersuchungen unter kürzlich zerfallenen Schelfeisgebieten

lassen vermuten, dass die gegenwärtigen Schelfeisverluste in den

letzten tausenden von Jahren ohne Beispiel sind.

f. Untersuchungen an Eisbohrkernen zeigen, dass sich die atmosphärischen

Zirkulationsmuster über der Antarktis und dem Südlichen

Ozean, darunter das Tief über dem Amundsenmeer und die westlichen

Winde, in ihrer Intensität und Position in den letzten 11.000 Jahren innerhalb

von Jahren bis Jahrzehnten mehrfach abrupt verändert haben.

7. Mit dem Meereis verbundene Komponenten mariner Ökosysteme wie Krill

und Pinguine reagieren deutlich auf den Klimawandel.

a. Der Verlust von Meereis westlich der Antarktischen Halbinsel hat zu

Veränderungen im Algenwachstum und zu einer Verlagerung von

großen zu kleineren Arten geführt.

b. Die Bestände an Krill (einer krabbenähnlichen Schlüsselart im antarktischen

Nahrungsnetz) haben dadurch wesentlich abgenommen.


c. Die Verbreitung von Adéliepinguinen hat sich verändert. Populationen

im Norden der Antarktischen Halbinsel sind aufgrund kürzerer Meereisbedeckung

und Verschlechterung der Nahrungsversorgung zurückgegangen.

Im Rossmeer und in der Ost-Antarktis hingegen sind sie

stabil geblieben oder haben sogar zugenommen.

d. Die Folgen des historischen Walfanges und der Fischerei verringern die

Möglichkeit, den Einfluss klimatischer Änderungen auf Krill, Robben

und Wale vollständig zu verstehen.

e. Es ist allerdings vorhersehbar, dass die Bestände einiger Walarten sich

nicht vom Walfang erholen können, wenn die Krillbestände auf niedrigem

Niveau bleiben.

8. Bei einer angenommenen Verdopplung der Treibhausgaskonzentrationen

im Laufe des Jahrhunderts wird sich die Antarktis voraussichtlich um etwa

3° Celsius erwärmen.

a. Im späten 21. Jahrhundert wird sich das Ozonloch vermutlich geschlossen,

die Treibhausgaskonzentration zur gleichen Zeit jedoch erhöht haben.

b. Als Nettoeffekt werden die Winde über dem Südlichen Ozean in den

meisten Jahreszeiten voraussichtlich zunehmen.

c. Die Meereisbedeckung rund um den antarktischen Kontinent wird

vermutlich um ein Drittel schrumpfen, wodurch sich die Produktivität

pflanzlichen Planktons erhöht.

d. Die prognostizierte Temperaturanstieg um 3 °C reicht nicht aus, um Abschmelzprozesse

auf dem Großteil des Eisschildes zu verursachen.

e. Vermehrter Schneefall über dem gesamten Kontinent wird den Meeresspiegelanstieg

um einige Zentimeter verringern.

9. Die Westantarktis könnte im laufenden Jahrhundert erheblich zum Meeresspiegelanstieg

beitragen.

a. Verluste am westantarktischen Eisschild werden bis zum Jahr 2100

wahrscheinlich einige Dezimeter zum globalen Meeresspiegelanstieg

beitragen.

b. Insgesamt wird bis zum Jahr 2100 ein Meeresspiegelanstieg von bis zu

1,4 Meter prognostiziert.

10. In Modellen ist eine verbesserte Darstellung polarer Prozesse notwendig,

um Klimaprognosen weiter verfeinern zu können.

a. Höher aufgelöste globale Modelle, regionale Klimamodelle sowie Ökosystem-

und Eisschildmodelle werden gebraucht.

b. Klimamodelle benötigen eine bessere Simulation polarspezifischer Prozesse

wie die Meereisdynamik oder die Vorgänge in der sehr stabilen

planetaren Grenzschicht der Atmosphäre.

c. Die Klimaschwankungen sind in den Polarregionen größer als in anderen

Teilen der Welt. Polargebiete müssen deshalb sehr viel besser beobachtet

und die Klimageschichte im Detail besser verstanden werden,


um zwischen natürlichen und anthropogen verursachten Klimaschwankungen

unterscheiden zu können.

d. Es ist dringend notwendig, marine und terrestrische biologische Monitoringprogramme

mit der Perspektive aufzubauen, Änderungen in der

Vergangenheit zu verstehen, Langzeitdaten über mehrere Jahrzehnte

zu erheben und die Wechselwirkungen zwischen physikalischen und

biologischen Veränderungen zu erfassen.

e. Es gibt einen großen Bedarf an weiteren Beobachtungsprogrammen

und Modellierungsvorhaben, die sowohl intradisziplinär als auch disziplinübergreifend

ausgerichtet sein müssen.

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